[发明专利]一种基于手势识别的放射治疗安全保护装置

说明书

本发明提供了一种基于手势识别的放射治疗安全保护装置，所述装置包括手部标记、图像采集、手势识别、信号转换、声光报警五个模块。所述手部标记模块采用具有特殊颜色的材料在病人手部制作标记；所述图像采集模块使用摄像头采集手部标记区域的图像传输给所述手势识别模块；所述手势识别模块对图像中的标记进行识别跟踪，标记抬起时发出报警信号提供给所述信号转换模块；所述信号转换模块对报警信号进行软、硬件协议转换后传输到线性加速器控制系统和所述声光报警模块；所述声光报警模块进行声光报警提醒。从而实现了在肿瘤放射治疗实施环节，当病人遇到特殊情况需要医护人员帮助和停止线性加速器射线照射时的安全保护作用。

技术领域

本发明涉及一种放射治疗安全保护装置，尤其是基于手势识别技术，用于肿瘤临床放射治疗实施环节的安全保护装置。

背景技术

在当前肿瘤放射治疗领域，普遍关注的是提高放射治疗硬件（如线性加速器及定位设备）和软件（如放射治疗计划系统等）的精度和安全性。然而，在临床放射治疗实施环节，由于病人自身出现的特殊情况而引发的射线照射偏差甚至事故却少有安全防护措施。

通常，整个放射治疗过程花费数十分钟。在病人完成精准摆位和校验后，线性加速器对肿瘤实施射线照射的过程中，病人若感到头晕、恶心、呕吐、瘙痒或需要打喷嚏等特殊情况，以上这些情况的发生将会导致病人摆位改变，此时病人需要寻求医护人员的帮助以及停止射线照射。目前，病人通常通过呼喊或挥手等大幅度动作示意治疗室外的医护人员以寻求帮助。这一做法有如下缺点：对于部分鼻咽癌等失声或身体虚弱的病人不适用；上述呼喊或大幅度动作会导致病人摆位偏差，从而使射线照偏，伤害正常器官，影响治疗效果甚至引发治疗事故；由于现场噪音，医护人员注意力在其它事情上等原因，往往不能及时发现病人的求助，即使发现也无法在极短时间内做出迅速有效的应对。

发明内容

为了在上述特殊情况出现时能自动采取及时有效的应对措施来避免治疗事故的发生，本发明提供了一种基于手势识别的安全保护装置，使用具有特殊颜色的材料在病人手部制作标记，视频摄像头实时采集经过特殊颜色标记的病人手部区域的视频图像，由手势识别软件对采集的图像进行实时识别跟踪，当检测到标记抬起时，由信号转换模块发送转换过的报警信号通知线性加速器控制系统和声光报警器，使线性加速器停止射线照射，也让医护人员了解到病人的求助需求。

本发明提供了一种放射治疗安全保护装置，它所采用的技术方案包括手部标记，图像采集，手势识别，信号转换，声光报警五个模块，各模块功能介绍如下。

A. 手部标记：使用具有特殊颜色的指环、指套、手套或涂料，在病人可以自由活动的手指或手掌上制作手部标记。上述标记可以根据需要，使用荧光材料以便在光线较暗的治疗室也能够与环境背景明显区分。

B. 图像采集：图像采集模块包括摄像头、安装支架和有线或无线视频传输装置。摄像头布置在放射治疗室内，可以根据需要移动方向和调整焦距。摄像头聚焦病人手部标记区域并采集视频图像。

C. 手势识别：手势识别模块接收来自图像采集模块的实时图像数据。该模块主要包含具有图像处理算法的软件，可以对图像中的手部标记进行背景分离和动作跟踪。该软件的载体为电脑或嵌入式设备。当病人手势动作的位移满足识别条件时，该系统输出报警信号。手势识别模块输出连接到信号转换模块的输入端。

D. 信号转换：信号转换模块接收上述报警信号并做出相应转换。该模块支持多种标准的软、硬件格式转换协议。为兼容不同型号的线性加速器控制系统，该模块可以输出符合要求的开关量、CAN-BUS总线、RS232、RS485、RJ45以及无线、红外等信号以满足与线性加速器控制系统连接的要求。信号转换模块输出端连接线性加速器控制系统和声光报警模块。

E. 声光报警：声光报警模块含有指示灯和扬声器，由信号转换模块控制。